Что такое биогаз?

Газификация сельской местности в последнее время если и осуществляется, то преимущественно сжиженным пропан-бутаном (газом в баллонах) методом самодоставки. Существующий на селе дефицит топлива можно уменьшить благодаря такому воспроизводимому и очень близкому источнику энергии, как биогаз. Это - один из продуктов анаэробного (без доступа кислорода) брожения навоза или птичьего помета при температуре 30-370С. В этих условиях под действием имеющихся в биомассе бактерий часть органических веществ разлагается с образованием метана (60-70%), углекислого газа (30-40%), небольшого количества сероводорода (0-3%), а также примесей водорода (аммиака и окислов азота). Биогаз не имеет неприятного запаха. Теплота сгорания 1 м3 газа достигает 25 МДж, что эквивалентно сгоранию 0,6 л бензина, 0,85 л спирта, 1,7 кг дров или использованию 1,4 кВт/ электроэнергии.

Емкость, в которой происходит процесс сбраживания, называется метантенком, или реактором. При соблюдении оптимального температурного режима брожения, постоянном перемешивании сырья (своевременной загрузке исходного и выгрузке сброженного материала) выход биогаза достигает 2-3 мЗ с 1 мЗ реактора, а при использовании птичьего помета - 6 мЗ,

Можно привести и более доступный для понимания расчет: одна корова способна обеспечить получение 2,5 мЗ газа в сутки, бык на откорме - 1,6 мЗ, свинья - 0,3 мЗ, птица - 0,02 мЗ.

Самую простую биогазовую установку можно изобразить как яму, заполненную навозом и накрытую колпаком с газоотводящим патрубком. Такого рода установки применяются в странах, где естественный температурный режим соответствует технологическим требованиям для сбраживания навоза: в Индии, странах Индокитая и южных провинциях Китая, где подобных установок насчитывается несколько миллионов. Суточная продуктивность такой биогазовой установки невелика: она составляет 0,15-0,3 мЗ газа с 1 мЗ реактора.

Витамины-минералы

Процесс биоконверсии кроме энергетической позволяет решить еще две задачи. Во-первых, сброженный навоз по сравнению с обычным повышает на 10-20% урожайность сельскохозяйственных культур. Объясняется это тем, что при анаэробной переработке происходит минерализация и связывание азота. При традиционных же способах приготовления органических удобрений (компостированием) потери азота составляют до 30-40%. Анаэробная переработка навоза в четыре раза - по сравнению с несброженным навозом - увеличивает содержание аммонийного азота (20-40% азота переходит в аммонийную форму). Содержание усвояемого фосфора удваивается и составляет 50% общего фосфора.

Кроме того, во время сбраживания полностью гибнут семена сорняков, которые всегда содержатся в навозе, уничтожаются микробные ассоциации, яйца гельминтов, нейтрализуется неприятный запах, т.е. достигается актуальный на сегодня экологический эффект.

Что такое современная биогазовая установка?

Основой любой биогазовой установки является метантенк (реактор). В реакторе устанавливаются системы термостатирования, отбора биогаза, перемешивания. Объемы метантенков могут варьировать в больших пределах - от 3 мЗ до 5 тыс. мЗ. Они делятся на метантенки разовой загрузки и непрерывной. В первых весь объем реактора загружается за один раз, и сбраживание осуществляется в течение 3-4 месяцев. После завершения процесса метантенк опорожняется и загружается следующей порцией сырья. В реакторе с непрерывной загрузкой сырье для сбраживания подается порциями, выдавливая при этом эквивалентное количество сброженного сырья.

С точки зрения экономичности эксплуатации биогазовых установок можно предложить такие рекомендации. При выборе установки надо иметь в виду, что значительная часть ее стоимости заключается не в реакторе, а в комплектующих (запорная арматура, насосы, газгольдеры и т.д.), которые, как правило, импортные. Поэтому чем больше объем реактора, тем удельный вес импорта в установке меньше и тем меньше себестоимость газа. Расчетная стоимость биогазовой установки такова: от 1000 Ц50 за 1 мЗ реактора (для малых установок при единичном производстве) с возможностью десятикратного снижения этого показателя (для больших установок при серийном их производстве).

Биогаз в Европе и Америке

И в завершение этого материала сделаем небольшой обзор того, что есть по части биогаза <у них>. Сегодня в Европе сосредоточено 44% мирового количества установок анаэробного сбраживания, в Северной Америке - 14%. Работающие в странах ЕС промышленные биогазовые установки по признаку происхождения используемых отходов можно разделить на несколько групп. Основными являются следующие три: агропищевая группа (67,5%), группа непищевой промышленности (15%) и непромышленная группа (9,6%).

В Дании на октябрь 1999 г. действовало 20 централизованных биогазовых установок, введенных в действие в период с 1984 по 1998 г. Концепция централизованных биогазовых установок (заводов) предусматривает транспортировку биомассы от нескольких поставщиков - окрестных фермерских хозяйств, а также частично от муниципальных и промышленных предприятий. На таком заводе предусмотрено централизованное хранение навоза и сброженного осадка. Сброженный осадок весной и осенью забирают фермеры для использования его в качестве удобрения. Из 20 заводов только 4 работают с убытком: два из-за неудачной конструкции, которая не позволяет работать устойчиво и влечет за собой большие эксплутационные расходы, остальные - из-за больших выплат по кредитам, взятым для реконструкции. Следует отметить, что правительство Дании одобряет и финансово поддерживает строительство таких заводов (государственная субсидия в среднем составляет приблизительно 20% от сметы строительства). Помимо централизованных биогазовых заводов с 1994 г. развивается концепция строительства маломасштабных фермерских установок с объемом метантенка 150-200 мЗ. На 1997 г. в Дании действовало 20 фермерских установок, которые вырабатывали и тепло- и электроэнергию.

В Италии с конца 80-х годов начали внедрять новое поколение биогазовых установок, ориентированных на переработку отходов свиноферм. На 1998 г. было построено 5 централизованных биогазовых установок и около 50 фермерских. С целью снижения капитальных затрат в качестве корпуса метантенков используются существующие бетонные емкости, которые накрываются пластиковым куполом. Как правило, объем такого метантенка около 600 мЗ, получаемый биогаз используется в когенерационных установках для выработки около 50 кВт/ч электричества и 120 кВт/ч тепла. В Италии в настоящее время нет государственной программы развития биогазовых установок, но Итальянская электрокомпания обязана покупать электроэнергию, выработанную из биогаза, по цене на 80% выше цены для потребителей.

В Германии работает около 400 сельскохозяйственных биогазовых установок с объемом метантенка 600-800 мЗ. С 1995 по 1998 г. было построено 8 централизованных биогазовых заводов. На начало 1998 г. суммарная емкость всех работающих метантенков составляла 190 тыс. мЗ. По оценкам экспертов, в Германии существует необходимость в строительстве по меньшей мере 220 тыс. биогазовых установок, из которых 86% должны перерабатывать навоз. При осуществлении этих планов доля биогаза может достичь 11% общего объема потребления газа в Германии.

В Австрии до 1997 г. действовали 46 преимущественно фермерского типа биогазовых установок. В 1997 г. было введено в действие 10 установок фермерского типа и 5 крупных.

Предполагается увеличить количество биогазовых установок до 150. В Австрии нет национальной программы поддержки строительства биогазовых установок, однако их строительство поддерживают Министерства сельского хозяйства и экологии. Финансовую поддержку оказывают федеральные сельскохозяйственные организации и банки.

В 2010 г. в ЕС намечено получить дополнительной энергии за счет использования биомассы 90 млн. т нефтяного эквивалента (н.э.), из них 15 млн. т н.э. - за счет использования биогазовых установок.

В связи с энергетическим кризисом, который охватил Калифорнию с осени 2000 г., местные фермеры приступили к выработке электроэнергии из навоза.

Впервые опыты по производству электричества из навоза были проведены еще 25 лет назад, однако метод не получил широкого применения из-за его низкой эффективности. За прошедшие четверть века в результате работ, проведенных группой исследователей университета города Сан-Луи Обиспо (Калифорния), был достигнут значительный прогресс. Профессор Даг Уильямс включил в академическую программу этого учебного заведения наблюдение за работой 200 молочных ферм, где в опытном порядке навоз использовали для производства электричества. Результаты исследований показали, что очищенный от соломы коровий навоз, если его накапливать в резервуарах, под воздействием определенных процессов продуцирует комбинированный газ, состоящий из метана и двуокиси углерода. Метан затем используют для выработки электроэнергии. Калифорния лидирует среди штатов США в сфере природозащиты. Даже в условиях энергокризиса жители этого штата протестуют против строительства крупных электростанций, работающих на обычных видах сырья, не говоря уже об АЭС. Производство электроэнергии из навоза отвечает стратегическому направлению Калифорнии на развитие альтернативных видов энергоносителей. Новый метод может найти многих сторонников, поскольку он экологически безвреден, считает профессор Уильямс.

Биогазовые технологии в России и Украине

В области биогазовой индустрии, как и во многих других областях научно-технического прогресса, страны СНГ наработали богатый потенциал, который так и не был реализован. В советские времена головным, да и единственным в Союзе центром, где разрабатывались конструкции отечественных биогазовых установок (а также прочих машин для переработки отходов аграрного производства) был Запорожский конструкторско-технологический институт сельскохозяйственного машиностроения (КТИСМ). Первые попытки создания в СССР биогазовых установок относятся к 50-м годам минувшего столетия, вторые - к концу 80-х - началу 90-х. Но и в первый, и во второй раз из-за большой разницы в себестоимости природного и синтетического продуктов (биогаз получался в пять раз дороже) работы дальше опытных образцов не продвинулись, хотя, справедливости ради, надо сказать, что даже если цену на получаемый биогаз приравнять к цене природного газа, расчетный срок окупаемости установки равнялся пяти годам.

Созданные и опробованные в России биогазовые установки способны уже в ближайшие годы кардинально улучшить экономические и социальные условия в сельском хозяйстве. Демонстрируя едва ли не рекордную для технологического оборудования окупаемость - не более полугода, они попутно решают и серьезные экологические проблемы. А феноменальные результаты, полученные в ходе разработки и испытания биогазовых технологий, обещают повышение урожайности сельскохозяйственных культур.

Ежегодно в российском животноводстве и птицеводстве образуется около 150 млн. т органических отходов. До недавнего времени эти цифры характеризовали исключительно остроту экологических проблем. По данным природоохранных служб, только в водоемы, питающие столицу, могут попадать миллионы тонн токсичных стоков. В итоге, чтобы сделать московскую воду питьевой, необходимо дорогостоящее и тоже небезвредное химическое вмешательство. Вокруг других крупных и средних городов России ситуация вряд ли намного лучше.

Еще в начале 90-х годов было подсчитано, что использование биогазовых технологий для переработки органики может не только полностью устранить ее экологическую опасность, но и ежегодно получить дополнительные 95 млн. т условного топлива (около 60 млрд. м3 метана или, сжигая биогаз, - 190 млрд. кВт.ч электроэнергии), а также более 140 млн. т высокоэффективных удобрений, что позволило бы существенно сократить чрезвычайно энергоемкое производство минеральных удобрений (около 30% от всей электроэнергии, потребляемой сельским хозяйством).

Российский центр <ЭкоРос> при поддержке министерства науки (в рамках государственной программы <Экологически чистая энергетика>) сконструировал две биогазовые установки. Первая из них (ИБГУ-1) - золотой медалист Международной выставки-ярмарки <Российский фермер> - предназначена для крестьянской усадьбы. Установка перерабатывает все органические отходы животных и птицы (5-6 коров, или 50-60 свиней, или 500-600 кур), а также все коммунальные стоки и твердые бытовые отходы (кроме металла и стекла). Модульный принцип, заложенный в конструкции, позволяет при необходимости сдваивать установки, эквивалентно наращивая производительность. Получаемый в биореакторе газ сгорает в тех же бытовых конфорках и горелках, что и обычный.

Еще более замечателен (по всяком случае, экономически) второй продукт биоустановки - жидкие органические удобрения. Технологический режим подобран так, что они получаются экологически абсолютно чистыми - без малейших следов нитритов и нитратов, болезнетворной микрофлоры и даже семян сорняков (по сравнению с обычным навозом). А в эффективность этих удобрений (1 т эквивалентна 60 т навоза, не считая указанных преимуществ), показанную в трехгодичных испытаниях на самых разных культурах (помидоры, огурцы, клубника, морковь, смородина, крыжовник и т.д.), поначалу трудно было поверить. В сравнении с обычными они увеличивают урожайность минимум в 2-4 раза. Научное объяснение этому было дано только в прошлом году. В одном из докладов на Международном симпозиуме в Санкт-Петербурге была высказана мысль о том, что в реакторе установки при определенных условиях могут синтезироваться так называемые ауксины - вещества, способствующие ускоренному развитию и росту растений. Дальнейшие исследования этого механизма, как полагают ученые, откроют возможности для заранее программируемого получения сверхэффективных удобрений. Но пока необъясненным остается еще одни приятный факт: в биогазе неизвестно куда (к счастью!) исчезает сероводород - непременный спутник разложения органики и сильнейший ускоритель коррозии металлических конструкций.

Биоустановки, действуя попутно как фабрики удобрений, за год вырабатывают их до 70 т. При этом одной тонны вполне достаточно для обработки целого гектара земельных угодий. Заводы в Туле и Кемеровской области уже выпустили первые 65 таких установок. Соответственно в этих областях, а также на Алтае и в Подмосковье начинает складываться рынок удобрений. Как показывает опыт, за полгода оборудование окупается полностью.

Согласно маркетинговым исследованиям, потребность в биогазовых установках такого типа, способных работать в любых климатических условиях, только по России на ближайшие 5 лет составит около 50 тыс. штук.

Модульный принцип, позволяющий кратно наращивать производительность, заложен и в конструкцию установки БИОЭН-1 - первой фермерской мини-теплоэлектростанции. Каждый ее модуль, рассчитанный на 25-30 коров, обеспечивает полную независимость от централизованного электроснабжения и покрывает все энергетические потребности, бытовые и хозяйственные, фермерской семьи из 5-6 человек. Первая такая установка уже работает в Солнечногорском районе Московской области. Срок окупаемости за счет продажи нарабатываемых удобрении такой же, как и в первом случае, - не более полугода. Прогнозные потребности по России - не менее 15 тыс. штук. Широкие возможности здесь открываются для заводов <оборонки>. Причем в силу довольно значительной металлоемкости оборудования перспективен не только внутренний, но и внешний рынок.

Серьезный интерес к российским биогазовым установкам уже проявили несколько стран СНГ (в частности, Казахстан и Белорусь), Объединенные Арабские Эмираты, ЮАР, а также страны Северной Европы - Дания и Финляндия. Но самое знаменательное признание российских достижений пришло из Китая - мирового лидера по освоению биогазовых технологий. С одной из китайских фирм уже достигнута договоренность о том, что она будет выпускать биогазовые установки на основе российских разработок.

Заводская цена на биоустановки усадебного и фермерского типа - соответственно 20 и 120 тыс. руб. Даже при полугодовой окупаемости они пока не имеют массового спроса. Развитие рынка сдерживается двумя факторами - недоступностью кредита, а самое главное - отсутствием частной собственности на землю и земельных банков

В области биогазовой индустрии Украина наработала богатый потенциал, который так и не был реализован. Собранные учеными дан ные легли в основу создания нескольких лабораторных и опытных установок. В частности, на птицефабрике <Киевская> была сооружена установка с объемом реактора 15 мЗ, которая давала возможность путем переработки куриного помета получать 60 мЗ газа в сутки. В совхозе <Россия> (Золотоношский р-н Черкасской обл.) некоторое время работала установка, представляющая собой переоборудованные очистные сооружения. Она имела объем реактора 170 мЗ и производила из свиного навоза 200 мЗ газа в сутки.

Можно отметить и поныне действующую малую установку, смонтированную во дворе проживающей в городе Обухове (Киевская обл.) семьи Герасимцов. Мощности этой установки (объем реактора - 2,5 мЗ) хватает для переработки навоза, полученного от содержащейся на личном подворье скотины (коровы, нескольких свиней, домашней птицы), и выработки газа для бытовых нужд.

Государственное приемочное испытание успешно прошла установка КТИСМ на базе опытной молочной фермы-лаборатории, существовавшей в поселке Гребенка Киевской области при ВНИИ молочного животноводства (ныне УкрЦВТ) и служившей параллельно опорным пунктом КТИСМ. Местом для серийного выпуска этой установки назначили завод в городе Шумихе Курганской области (Северный Урал). Завод выпустил десять комплектов оборудования, однако после распада СССР финансирование прекратилось. Из выпущенных десяти установок три попали в Украину, пять - в Среднюю Азию, две - в Россию. Но внедрены они нигде не были.

Сегодня в Гребенке на месте успешно испытанной когда-то установки можно обнаружить только ржавую цистерну реактора, которая осталась не украденной по причине своих больших размеров.

Не стали <звездным часом> для биогазовой отрасли и годы украинской независимости. Действующих отечественных установок (не считая обуховской) нынче нет, КТИСМ практически не работает; из бывших 1500 сотрудников остались 60.

Окончательно умереть отечественной биогазовой мысли не дают, пожалуй, только проникающие в Украину иностранные технологические веяния, которые помогают инженерам как-то поддерживать форму. В настоящее время создана Украинская биоэнергетическая ассоциация (УБА). В состоявшемся 16 января 2001 г. учредительном собрании приняли участие представители проектных, промышленных, сельскохозяйственных предприятий, <новых> структур из 19 регионов Украины, а также Академии наук и Минагрополитики. Инициировала собрание группа энтузиастов во главе с В. Масличем - бывшим конструктором КТИСМ, возглавлявшим в свое время направление биоконверсии органических отходов. В. Маслич, избранный президентом УБА, считает, что прежде всего следует создать сеть региональных отделений в каждой области, Киеве и Севастополе, которые в свою очередь создадут <ячейки> в городах, районах и сельских населенных пунктах,чтобы идеи пропаганды методов переработки биомассы путем сбраживания проникли в массы.

По утверждению В. Маслича, гранулированные органические удобрения, которые можно получать из сброженного в биогазовых установках навоза, стоят сейчас на западных рынках очень дорого. Каждый третий американец, например, стремится покупать только ту продукцию, которая была выращена без применения <химии>, и количество таких сторонников чистой пищи постоянно увеличивается.

К сожалению, в Украине рынка супердорогих органических удобрений пока нет. Однако если заглянуть в недалекое будущее, то можно увидеть еще один стимул для переработки отходов методом сбраживания - стоки животноводческих комплексов и птицефабрик.

Одной из задач УБА будет и взятие под контроль биогазовых установок, поступающих в Украину <коммерческим путем>. Как отметил господин Маслич, в Украине их уже десятки, но <пока они учету не поддаются>. А ведь это, как ни крути, конкуренты будущим отечественным изделиям.

Финансовые вливания в биогазовую отрасль Украины пока происходят только из-за границы. Вот несколько тому примеров. УБА получила подтверждение от своих шведских партнеров о готовности выделить оборудование на сумму 2 млн. шведских крон в качестве безвозмездной технической помощи. Шведы даже согласны, чтобы конструкция этой биогазовой установки была украинской.

С участием германского инвестора восстанавливается свиноферма в Стрыйском районе Львовской области: ферма будет оборудована биогазовой установкой.

Но особо хотелось бы сказать о голландском проекте, который разворачивается сейчас в Днепропетровской области. Финансируется он правительством Нидерландов, его целью является сооружение крупной демонстрационной биогазовой установки на свиноферме компании <Агро-Овен>. Оборудование поставляет голландская компания ВТС, проектные работы выполняет <УкрНИИагропроект>; шефмонтаж, наладку и обучение - ВТС, НТЦ <Биомасса> (Киев) и <УкрНИИагропроект>. Установка предназначена для переработки около 80 т/сутки навозных стоков от 15 тыс. голов свиней. Она включает два метантенка по 1000 мЗ каждый, две когенерационные установки (газодизельные генераторы) по 80 кВт электрических и 160 кВт тепловых каждая. Метантенки представляют собой бетонные емкости, утепленные теплоизоляционным материалом и накрытые сверху пластиковой пленкой, под которой скапливается биогаз. Время удержания стоков в реакторах - 25 суток. Каждые сутки производится дозагрузка 1/25 объема метантенка с одновременной выгрузкой перебродившей массы.

В схему установки включен модуль обезвоживания сброженных стоков, который позволяет получить удобные для хранения и использования в качестве удобрений твердую и жидкую фракции. Ввод в действие этой установки позволит предприятию полностью обеспечить себя электроэнергией, снабдить теплом одно из животноводческих помещений и более чем наполовину заменить используемые минеральные удобрения сброженным навозом. Внедрение проекта улучшит экологическую обстановку в районе предприятия за счет снижения загрязненности наземных и подземных вод.

Государственная научно-техническая программа "Биоэнергетика" в Кыргызской Республике

Кыргызская Республика располагает значительным потенциалом конвертированной энергии биомасс. Сложная экономическая ситуация с энергоресурсами требует развития нового направления - использования энергии биомассы на получение топлива и сопутствующих ценных продуктов различного назначения. В рамках бывшего Союза это направление было выделено в единую программу <Биоэнергетика>. Создание такой программы для республики продиктовано не только режимом жесткой экономии топливно-энергетических ресурсов, но и поиском новых энергоносителей. С энергетической позиции, биомасса путем анаэробного сбраживания может служить источником получения энергоносителя (биогаза), представляющего собой смесь метана и углекислого газа. Известно, что биогазовая технология имеет эффект комплексного характера: энергетический - получение и использование биогаза; природоохранный - снижение химического и бактериального загрязнения почвы, воды, воздуха, дезодорирование атмосферы (устранение запаха); эффект от использования шлама - метановой бражки в качестве товарного продукта в виде удобрений и для получения белково-витаминных кормовых добавок.

В США и других развитых странах разработана система переработки биомассы по замкнутому циклу: получение и использование побочных продуктов, образующихся в процессе микробиологической переработки биомассы.

Создание в Кыргызстане единой программы "Биоэнергетика" позволит иметь концепцию развития нового направления, возникшего на стыке биотехнологии и энергетики и сформировавшегося в последние десятилетия в новую отрасль хозяйства и самостоятельную научную дисциплину.

Биоэнергетика будет успешно развиваться только при условии использования достижений таких научных и технических дисциплин, как химия, микробиология, биотехнология, геоботаника, физиология растений, генетика,инженерная энзимология, молекулярная биология, материало- и металловедение, машиностроение и микроэлектроника.

Успешное развитие биоэнергетики и ее внедрение в народное хозяйство республики прежде всего зависят от решения задач, связанных с интентификацией процессов конверсии органического сырья в топливо и другие ценные продукты и крупномасштабным производством самой биомассы.

Развитие направления биогазовой промышленности в любом государстве складывается из решения трех основных проблем: I - сырья; II - процесса; III - использования полученных продуктов.

Биоэнергетика Кыргызстана должна внести существенный вклад в общую энергетику и привести в ближайшем будущем к экономии топлива. Получение биогаза при использовании отходов - это только первый шаг в создании биоэнергетической промышленности, а ее возможности, как показывают современные зарубежные разработки, безграничны. Указанное направление имеет несколько ракурсов. К числу важнейших задач относится создание технологических линий, работающих в интенсивном режиме для разнообразного по химическому составу сырья и климатических зон региона.

Поэтому специалистам, создающим биогазовые установки, предстоит решить комплекс фундаментальных и конструкторско- технологических задач, а именно:

-создание машин и оборудования для сбора, хранения и предобработки сырьевой биомассы к метангенерации;

-создание реакторов или систем реакторов для проведения процесса конверсии биомассы в газообразное топливо;

-создание оборудования для полной автоматизации процессов конверсии биомассы в газообразное топливо;

-разработка систем технологического процесса с максимальным выигрышем в энергии.

Рациональное использование биогаза и шлама - одна из основных задач биоэнергетики. Для ее решения необходимо разработать оборудование для экономичного и долговременного хранения биогаза, оборудование для получения из биогаза <синтез - газа> искусственного бензина, оборудование для получения электроэнергии, тепла, использования в двигателях внутреннего сгорания и дизельных двигателях, оборудование для эффективного разделения биогаза на метан и углекислый газ и их очистки, оборудование для эффективного использования жидкого шлама в качестве удобрений, получения из шлама гранулированных удобрений, получения белково-витаминных препаратов, разработка оборудования для доочистки метановых стоков с целью получения чистой воды. Не менее интересен способ очистки газа выращенными на продуктах метанового сбраживания водорослях, которые в дальнейшем используются для получения лекарственных препаратов.

Рационально используя имеющийся опыт промышленного получения биогаза в общей системе конверсии биомассы в пищевые и кормовые продукты, можно разработать прототип будущих предприятий промышленной биоэнергетики, создать центр подготовки специалистов и передового опыта для демонстрации всем регионам Кыргызстана нового производства, предприятий безотходного производства, работающих по замкнутому циклу.

Нужно учесть, что в странах ЕЭС для решения вопросов биоэнергетики ежегодно выделяются значительные средства, причем на научные проработки расходуется до 40% от общей суммы, а на демонстрацию разработок - 30%.

Таким образом, широкий круг проблем и задач нового направления <Биоэнергетика> требует выделения его в самостоятельную Государственную научно-техническую программу с выдачей экономической эффективности каждого звена системы конверсии биомассы в топливо и другие ценные продукты и общей оценки комплексной работы по конверсии биомассы.

Головная организация по Программе - лаборатория химической технологии аминокислот Института химии и химической технологии Национальной Академии наук.

Проведение независимой общественной экспертизы результатов работы: Кыргызский союз научных и инженерных объединений.

Проектное предложение по использованию биогазовых установок

Сложности в сельском хозяйстве и энергетическом секторе Кыргызстана подталкивают к неординарным решениям имеющихся проблем. Истощение пахотных земель, снижение урожайности, а также увеличивающиеся энерготарифы способствуют снижению уровня жизни как сельского, так и городского населения. Одно из предлагаемых решений - использование биогазовых установок (анаэробных биореакторов) в сельском хозяйстве. При эксплуатации этих гибких систем можно получать не только высокоэффективный комплекс гуминовых удобрений, но и метан. Газ, в свою очередь, может использоваться для приготовления пищи и обогрева помещений.

Существующая годовая потребность в азотных удобрениях, без учета калийных и фосфатных, оценивается в 50000 т. В настоящее время в правительстве прорабатывается вопрос строительства завода по производству минеральных удобрений, хотя Кыргызстан имеет все возможности обеспечить с помощью биоустановок внутренние потребности в удобрениях, улучшить качество сельскохозяйственных земель и собственный семенной фонд.

Из 10,6 млн. га сельскохозяйственных угодий более 88% признано деградированными и подверженными процессам опустынивания. Площади вторичного засоления почв составляют 3/4 всего пахотного фонда; интен-сивным внесением минеральных удобрений эту проблему не решить. Но при анаэробной переработке органических отходов происходит минерализация и связывание аммонийного азота, содержание усвояемого фосфора удваивается и составляет 50% общего фосфора.

Ниже, в качестве иллюстрации, приводятся некоторые данные, полученные в результате работы существующей биостанции на частном подворье в пригороде Токмака, лично инспектированные автором. Режим работы станции - непрерывный.

Металлическая ёмкость объемом 4,5 м3 является, собственно, биореактором. Исходным сырьем для <топлива> могут служить любые органические материалы. В частном случае это ботва с огорода, сухие листья, свиные экскременты, навоз, птичий помет и вода. Объем закладываемого материала достигает около 3 м3, причем большую часть составляет вода. В зависимости от режима эксплуатации реактора и при условии соблюдения необходимого температурного режима на 8-10-й день брожения начинается интенсивное выделение газа, который по трубам собирается в газгольдере. Примерно через 15-17 дней можно разгружать ёмкость и получать удобрение.

Получаемый продукт состоит из двух основных фракций - жидкой и твердой. Первая - это метановая бражка, которая и является высокоэффективным комплексом группы гуминовых удобрений. Вторая, твердая, которая остается после сцеживания (или испарения жидкости), может использоваться как продукт для повышения плодородности истощенных почв. Газ, естественно, можно сжигать для различных целей.

На примере Токмакской станции были получены следующие данные: максимальное количество газа - 20 м3 в сутки, в <рабочем> режиме - 12-15 м3. Удобрения (в зависимости от режима) - до 200 кг ежедневно, или до 2 000 кг каждые 15-17 дней.

По свидетельствам фермеров Кегетинского района, семена картофеля, замоченные перед высадкой в метановой бражке, примерно на 2 недели опережают в развитии картофель, высаженный обычным способом. То же происходит и с сахарной свеклой, и луком. Фермеры, пользующиеся этим удобрением, утверждают, что стоимость такого биостимулятора в 10 раз дешевле традиционных минеральных удобрений, а урожайность культур повышается в 2-5 раз.

Стоимость метановой бражки - около 10-15 сом/литр. При этом в зависимости от закладываемого в реактор сырья, его состава, пропорций и режима работы получаемая бражка разбавляется водой в соотношении 1:10 - 1:50. Стоимость твердой фракции может колебаться от 100 до 200 сом/т. В настоящее время на местном рынке в свободной продаже имеются экономичные отопительные газовые котлы, сертифицированные Кыргызстандартом стоимостью около $160 и 50. Они рассчитаны на отопление 150 м2 помещений, при расходе газа 0,3 м3/час. Эффективность сжигания 1 м3 газа метана достигает 25 МДж, что эквивалентно сгоранию 1,7 кг дров или использованию 1,4 кВт электроэнергии. Эффективность использования производимого попутного газа очевидна.

При сложившихся ценах на черный металл и изделия из него стоимость аналогичной установки в Бишкеке может колебаться от $400 до $1000, исходя из запросов и потребностей конечного пользования. При эксплуатации установок не требуется многолетнего специального обучения, а минимальный практический навык <операторов биогазовых установок> может быть получен в учебных центрах <Бишкекгаза>.

Подпись автора

Кто продает?! - Мы продаем! Забиваем, продаем!!!